不同充气条件下2205双相不锈钢在NaCl溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化、电化学阻抗、循环伏安法和扫描电子显微镜,研究了不同充气条件对2205双相不锈钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:充气对2205双相不锈钢在NaCl溶液中的腐蚀行为产生了明显的影响,其中充N_2和O_2降低了2205双相不锈钢在NaCl溶液中的腐蚀电流密度,充CO_2使腐蚀电流密度增大,三种气体都对2205双相不锈钢在NaCl溶液中的点蚀具有抑制作用;随温度升高和NaCl溶液浓度的增加,2205双相不锈钢在NaCl溶液中的腐蚀加剧,点蚀电位降低;2205双相不锈钢在NaCl溶液中的临界点蚀温度在40℃~45℃之间。     

超级13Cr马氏体不锈钢在CO_2 及H_2 S/CO_2 环境中的腐蚀行为

在模拟油田腐蚀环境中,通过高温、高压、CO2和H2S/CO2腐蚀实验及电化学测试,研究超级13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为.结果表明:在CO2腐蚀环境中,随着温度的升高,超级13Cr的均匀腐蚀速率呈稍微上升的趋势,点蚀轻微;在H2S、CO2共存条件下,超级13Cr的均匀腐蚀速率变化不大,点蚀严重,当Cl-的质量浓度为160g.L-1时,其最大点蚀深度可达28μm.超级13Cr的点蚀电位明显高于普通13Cr的点蚀电位,温度升高、Cl-的质量浓度增大和H2S气体的存在降低了超级13Cr的点蚀电位,而CO2对超级13Cr的点蚀电位影响不大;在N2、CO2环境中,超级13Cr的回复电位都在钝化区间,且回复电位较高,具有良好的再钝化能力.H2S气体的存在同样使超级13Cr的回复电位和点蚀电位显著降低.     

2205双相不锈钢在真空条件下氯化物溶液中的点蚀研究

采用电化学方法和形貌分析研究了真空条件下2205双相不锈钢在Na Cl溶液中的点蚀和再钝化行为。结果表明:(1) 2205双相不锈钢在真空度为60 k Pa的50 g/L Na Cl溶液中的临界点蚀温度和再钝化温度均在55℃～60℃之间;(2)随着Na Cl浓度(50 g/L～300 g/L)的增加,2205双相不锈钢的临界点蚀温度和再钝化温度变化不明显,但其击穿电位和再钝化电位的值均减小,更容易遭受点蚀破坏;(3)在温度低于临界点蚀温度的30℃下,2205双相不锈钢在不同点蚀发展程度下(强制回扫电流密度0. 01 m A/cm2～5. 00 m A/cm2)均具有良好的再钝化能力。     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T<150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T>130℃和T>150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.     

碳钢在NaHCO3+NaCl溶液中的亚稳态孔蚀特征

用动电位极化和恒电位极化法研究了A3碳钢在不同浓度NaCl的0.5mol/LNaHCO₃溶液中亚稳态孔蚀行为。实验发现亚稳态电流波动峰具有快速上升、缓慢下降的特点。亚稳孔出现电位E_m 服从正态分布,随着Cl^-浓度的提高,E_m 值向负方向移动。亚稳孔的峰频变化规律与电位关系不大。恒电位极化时,当电位高于E_m而大大低于孔蚀电位E_b 时,电流波动保持一定时间后会最终消失,并产生直径为微米级的小蚀孔。当电位接近孔蚀电位时,一段时间的电流波动后电流往往迅速上升,最终转变为稳定蚀孔.     

溶液pH值对不锈钢亚稳态孔蚀行为的影响

用测试动电位的电流-时间曲线法研究了不锈钢在不同pH值的NaCl溶液中的亚稳态孔蚀行为.结果表明,随溶液pH值升高,316L不锈钢在NaCl溶液中的亚稳孔形核电位Em和孔蚀电位Eb均正移;不同NaCl浓度下,Em和Eb随溶液pH值的变化趋势基本一致.溶液pH值对亚稳孔形核数有明显影响,随pH值升高形核数降低.但pH值对亚稳态孔蚀过程的动力学参数,包括亚稳孔生长速度、峰值电流和平均寿命,均影响不大.     

Sb—H_2O体系的高温电位—pH图及其应用

根据有关的热力学数据和Criss、Cobble提出的熵对应原理计算了Sb—H_2O体系在100、150、200℃下的电位—pH图。计算结果表明,随温度升高Sb的稳定性区域稍有缩小,特别是在高pH值的部份有同较低电位和较小PH值方向移动的趋势,在SbO_2~-,SbO_3~-区域扩大的同时Sb_2O_3,Sb_2O_5的稳定区域亦缩小。这是由于随温度上升,这些离子稳定性增加的缘故。最后,依照电位—pH图对钢铁表面上Sb涂层的腐蚀与保护条件进行了初步探讨。     

有机涂层/钢在NaCl溶液中的腐蚀行为

探讨了45#,Cr12钢在涂敷醇酸清漆后,浸泡在0．5mol/L NaCl中的腐蚀行为,用循环伏安曲线分析了有机涂层的破坏过程,用动电位极化曲线研究了有机涂层下的点蚀行为。     

SO2-4对含Cl-溶液中316 L奥氏体不锈钢钝化行为及点蚀行为的影响

利用动电位极化、电化学阻抗、恒电位极化以及恒电流极化等电化学测试手段,并结合扫描电镜进行点蚀形态观察,探究了含Cl-溶液中SO2-4浓度对316L奥氏体不锈钢的钝化行为及点蚀行为的影响.结果表明,含Cl-溶液中SO2-4的加入能够使316L不锈钢钝化区变宽,使点蚀电位变正,维钝电流密度降低,进而提高316L的耐点蚀能力.但是在点蚀发生后,随着SO2-4浓度的升高,点蚀内部和边缘形态表现出更为复杂的趋势,蚀坑的周长面积比明显增大.     

管线钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NACE溶液中的腐蚀行为

利用高压釜研究了X60和X70钢在饱和H2S及CO2分压为2MPa的NACE溶液中高温高压腐蚀环境下的腐蚀行为．研究结果表明：1)在所研究的温度范围内,两种钢均表现出较高的腐蚀速率,且伴有不同程度的点蚀或蚀坑群,其中CO2引发点蚀,H2S会加速阴极和阳极的反应速率,造成严重点蚀．2)随着温度的升高,武钢X60的腐蚀速率呈上升→下降→上升的趋势,宝钢X70的腐蚀速率呈下降→上升→下降的趋势．3)两种钢的表面腐蚀产物膜结构主要为铁的硫化物．4)Cl^-为点蚀的“激发剂”,并且在点蚀坑内富集,导致局部Cl^-浓度差不同,形成电偶腐蚀,促进点蚀发生．     

两次动电位极化中316L不锈钢孔蚀参数的变化

以0.01 mol/L NaCl溶液中的316 L不锈钢为研究对象,采用慢速动电位扫描法研究了第一次极化只发生亚稳态孔蚀、同时发生亚稳态和稳态孔蚀两种条件对再次极化时小孔形核与生长的影响。结果表明,两种极化条件对不锈钢再次极化时的孔蚀行为的影响并不明显;两种极化条件下的第一次极化均导致材料表面活性点显著减少,从而再次极化后亚稳孔形核数目明显减少,同时亚稳态孔蚀电位和稳定孔蚀电位都有所升高;两种极化条件下的第二次极化过程中产生的亚稳态小孔的峰值电流和平均生长速度与初次极化相比有所增大,其原因主要是第二次极化的电位范围更高。     

不同过电位下一维点蚀的近场动力学数值模拟

利用近场动力学(Peridynamic,PD)模拟不同过电位下304不锈钢在1 mol/L NaCl溶液中一维(1D)点蚀的演化行为,并得到点蚀次表面层的材料损伤程度。利用法拉第二定律、Nernst-Planck质量守恒方程、阳极BulterVolmer电化学动力学方程与PD理论建立一维点蚀数学模型。通过物质点的相变来表征点蚀边界移动,当物质点的浓度小于电极边界处金属离子的饱和浓度时,则该物质点转化为液体物质点,点蚀边界向金属深处移动。模拟3种过电位下点蚀扩展,得到腐蚀引起的金属材料损伤层,并通过物质点的浓度来表征金属当前的损伤程度。将结果与其他文献结果相比较,验证PD点蚀模型的正确性。相对于其他的数值模拟方法,PD方法有其独特的优势,为模拟含不连续现场的物理场提供一种新方法。     

两次动电位极化中316L不锈钢孔蚀参数的变化

以0.01mol/L NaCl溶液中的316L不锈钢为研究对象,采用慢速动电位扫描法研究了第一次极化只发生亚稳态孔蚀、同时发生亚稳态和稳态孔蚀两种条件对再次极化时小孔形核与生长的影响。结果表明,两种极化条件对不锈钢再次极化时的孔蚀行为的影响并不明显;两种极化条件下的第一次极化均导致材料表面活性点显著减少,从而再次极化后亚稳孔形核数目明显减少,同时亚稳态孔蚀电位和稳定孔蚀电位都有所升高;两种极化条件下的第二次极化过程中产生的亚稳态小孔的峰值电流和平均生长速度与初次极化相比有所增大,其原因主要是第二次极化的电位范围更高。     

有关“二次钝化”现象的探讨

本文对采用恒电位法测定奥氏体不锈钢316L在NaCl溶液中的阳极极化曲线时产生“二次钝化”的现象进行了研究。在对实验进行分析的基础上,提出把Prazak的“二次钝化”理论的适用范围扩大到点蚀过程;并引用Prazak的理论对NaCl溶液中316L不锈钢的“二次钝化”现象进行了分析讨论。结论认为:“二次钝化”现象只有在特定的材料,介质和环境条件下才能产生。尽管在“二次钝化”发生时,在H_2SO_4溶液中发生的是不锈钢表面膜的过钝化溶解过程,而在NaCl溶液中发生的是点蚀过程,但产生“二次钝化”的机理是相同的。     

阳极电位对锆在异丙醇中溶解行为的影响

采用循环伏安法(CV)、计时电流法、交流阻抗法(EIS)、扫描电镜(SEM)和X线光电子能谱(XPS)研究不同电位下锆在异丙醇溶液中阳极溶解行为。研究结果表明:当阳极电位为0~1.10 V时,锆表面存在氧化膜导致钝化,不发生活性溶解;交流阻抗复数平面图出现大的容抗弧;自腐蚀电位随时间延长而增大;当阳极电位大于1.10 V,Br~-击穿钝化膜使锆发生活性溶解,锆溶解属于点蚀,交流阻抗复数平面图在高频区出现容抗弧,在中频区出现感抗弧,在低频区出现Warburg阻抗;稳态点蚀电位处于1.10~1.20 V之间,点蚀的成核方式为瞬间三维成核,生长过程为扩散控制;提高阳极电位,点蚀加剧,腐蚀面积加大,腐蚀孔加深,容抗弧直径减小;锆表面钝化膜的主要成分为ZrO_2,在异丙醇溶液中溶解生成Zr(OC_3H_7)_4。     

均匀设计法研究环境因素对X120管线钢点蚀敏感性交互影响

以Cl浓度、pH值和温度为三因素,通过均匀设计试验方法,采用动电位扫描技术研究了这三个环境因素对X120管线钢在HCO3-+Cl介质中点蚀电化学行为的交互影响.结果表明:Cl浓度、pH值和温度三因素对X120管线钢在HCO3-+Cl溶液中的腐蚀和钝化行为影响都较大,对其点蚀敏感性影响依次为Cl浓度>pH值>温度,且Cl-浓度与温度间存在交互作用,该交互作用对X120管线钢点蚀敏感性的影响程度介于Cl浓度和pH值之间;在Cl浓度为0mol·L-1、pH8.5、温度0℃的HCO3-+Cl溶液中,X120管线钢的点蚀敏感性最小.     

σ相对S32760超级双相不锈钢组织和性能的影响

通过对含W的S32760超级双相不锈钢不同温度时效热处理研究σ相的析出行为.用扫描电镜和透射电镜分析σ相的形貌和化学组成,并研究σ相对力学性能和耐腐蚀性能的影响.在850~1000℃之间,实验钢析出大量由Fe-Cr-Mo-W组成的具有正方结构的σ相,钢板强度和硬度高,塑性差,延伸率低于4%;1050℃时仍存在少量析出,虽然延伸率大幅度提高至31.1%,但冲击韧性离散度高,冲击功偏低;直至1080℃,σ相才能完全溶解至基体中,抗拉强度为640 MPa,延伸率为35.5%,纵、横向冲击功平均值分别达到217 J和110 J.随时效热处理温度升高,点蚀电位提高,点蚀失重率不断下降,1080℃热处理的试样点蚀电位高达1246 mV.该试样在50℃的3.5% NaCl溶液中腐蚀失重率也仅为0.005~0.007 g·m-2·h-1.     

温度和Cl~-质量分数对304不锈钢耐点蚀性能的影响

采用线性极化技术和动电位循环伏安法2种电化学测试技术,研究温度和氯离子的质量分数对304不锈钢耐点蚀性能的影响,从而得到二者对点蚀的影响规律.结果表明:随着温度的升高和氯离子质量分数的增大,304不锈钢点蚀坑的孔径和数量均变大,电流密度也变大,击穿电位Eb负移,钝化区变窄,因此二者的升高使钝化膜的修复能力变差,点蚀敏感性增加.同时得到Eb与温度、Cl-质量分数都呈线性关系:温度每升高10℃,Eb向负方向移动约30 mV.Cl-质量分数每增加0.5%,Eb向负方向约移动10 mV.Eb-Ep随着温度或Cl-质量分数的升高而变大,但其与温度或Cl-质量分数并不成线性关系.     

工业纯铁在NaNO2+NaCl溶液中的亚稳态孔蚀及其腐蚀形貌

用动电位极化法研究了工业纯铁在NaNO₂+NaCl溶液中的电流波动特征,探讨了多次极化对亚稳态孔蚀行为的影响。工业纯铁在NaNO₂+NaCl体系中早期的蚀孔由许多连续的、较浅的开放性小孔构成,这些蚀孔是亚稳态小孔形核、生长和再钝化的结果,小孔优先沿研磨形成的沟槽方向形成。反复多次对工业纯铁试样进行动电位极化,其亚稳态小孔的形核数目和峰值电流都逐渐降低,E_m和E_b值升高。在每一次极化过程中小孔形核数目则随电位升高而升高。电流-时间曲线上的电流波动峰与表面的蚀孔形貌有良好的对应关系,表明有可能根据电流波动的数量和幅值预测材料表面的腐蚀损伤程度。     

支持向量回归预测不锈钢的点蚀电位

点蚀是不锈钢的主要腐蚀类型之一, 常用点蚀电位来评价不锈钢腐蚀的难易程度. 点蚀电位会受到多方面因素的影响. 基于不锈钢的元素成分和工艺参数, 采用支持向量回归(support vector regression, SVR)算法建立了预测点蚀电位的模型. 结果表明: 独立测试集的相关系数达到 0.97, 均方根误差(root mean square error, RMSE)仅为 0.07; 通过 Pearson 相关分析和敏感性分析, 元素 Cr、Mo 的含量和温度对点蚀电位的影响较大; 当存在少量稀土元素时可以提高不锈钢的抗腐蚀能力.